Инновационный путь развития России. Модернизация. Технопарки и технологические кластеры.
138,072 277
 

  DeC ( Слушатель )
15 май 2017 18:36:07

В РФ создали новый материал для хранения водорода

новая дискуссия Новость  1.087

15.05.2017 13:58

Москва, 15 мая - "Вести.Экономика". Ученые в Красноярске получили новый материал для хранения водорода, сообщает Сибирский федеральный университет (СФУ).



Материал на основе гидрида магния может хранить массу водорода, составляющую около 7% его собственной массы, и это рекордное значение емкости для подобных материалов. Разработка может оказаться полезной для создания машин на водородном топливе.

Водород — один из самых многообещающих заменителей бензина, природного газа и другого топлива на основе углеводородов. Наиболее перспективным считается применение водорода в качестве топлива для электромобилей. Однако перевозка водорода связана с большими трудностями.

Во-первых, для этого требуются дорогостоящие и тяжелые баллоны. Во-вторых, смесь воздуха и водорода очень взрывоопасна. Поэтому водород при перевозке предлагают хранить в различных аккумулирующих материалах.

"Сейчас наиболее безопасным и эффективным решением считают гидридообразующие металлы, поглощающие водород. Из этих металлов наиболее перспективен магний: сегодня в мире многие ученые исследуют возможности создания аккумуляторов водорода на основе гидрида магния", - отметил один из авторов работы, профессор СФУ и сотрудник Института физики Киренского Сибирского отделения РАН, Григорий Чурилов, сообщает ТАСС.

По оценкам магний может поглощать водород массой до 7,6% от собственной массы. Однако в большинстве опытных работ емкость гидрида магния не превышает 5-6%. Красноярские ученые улучшили этот показатель, добавив к гидриду магния никель и палладий. Получился материал, аккумулирующий около 7% водорода.

Статья ученых размещена в последнем номере журнала журнала Сибирского федерального университета "Математика и физика".

Источник
  • +2.43 / 49
  • АУ
ОТВЕТЫ (13)
 
 
  VS451 ( Слушатель )
15 май 2017 19:06:35

А гидрид магния не горит что-ли? Не понимаю в чем заключается безопасность, когда например чистый металлический магний очень несложно воспламенить и очень непросто потушить.
  • +0.17 / 2
  • АУ
 
 
  lwn ( Слушатель )
15 май 2017 19:55:26
Сообщение удалено

16 май 2017 00:00:54

  • +0.00
 
 
 
  VS451 ( Слушатель )
15 май 2017 19:59:42

Баллон ведь тоже не из бумаги сделан. А возить на каждые 7 кг водорода 93 кг магниевого балласта - это, извините, слишком расточительно.
  • +0.04 / 2
  • АУ
 
 
 
 
  lwn ( Слушатель )
16 май 2017 05:17:00

Ну насколько я что-то помню...
Молярная масса водорода 2 грамма/моль
Один моль газа при нормальных условиях занимает 22,4 литра
Следовательно 7 кг водорода займут объём (7000/2)*22,4=78400 литров
При сжатии до давления в 300 атмосфер (максимум в распространённых баллонах и компрессорах) объём уменьшится до 261 литра
Плотность магния 1,738 г/см3 = 1,738 кг/литр
93 килограмма магния займут объём 93/1,738 = 53,5 литра
Того же объёма можно достичь сжатием до давления в 1465 атмосфер. Натуральная бомба, которую надо ещё накачать, с охлаждением. А уж весить такой баллон будет явно поболее сотни кг. Да ещё газ и разжать надо, редукторы, теплообменники и т.д.
Справедливости ради надо сказать, что магний займет объём побольше 53 литров поскольку он не в виде слитка, а в виде пластин, порошка, сот, фольги, губки или еще чего там.
  • +0.53 / 13
  • АУ
 
 
  Борода ( Слушатель )
15 май 2017 19:58:38

Водород - газ. Причем очень летучий, просачивается, зараза, между молекулами других материалов. Поэтому его и предпочитают хранить в химически связанном виде. 
И в плане безопасности - тот же момент. Одно дело, магний, который, да может очень легко загореться, но только если пламя или хотя бы искра попадет прямо на него. Другое дело, воздушно-водородная смесь, которая и образуется при утечке водорода. Свет в помещении включили, и ба-бах. 
Как-то так. 
  • +0.58 / 4
  • АУ
 
 
  Павел_Нск ( Слушатель )
16 май 2017 03:15:37

гидрид магния хранят в баке. при нагреве до 400 градусов он начинает отдавать запасённый водород. Удобно, безопасно. Много циклов заряд-разряд.Плотность запасённого в гидриде водорода - превышает плотность жидкого водорода(!).
 Поджигать сам гидрид  - плохая мысль. Как и перегрев баллона с горючим газом или бочки бензина...
  • +0.63 / 6
  • АУ
 
 
 
  Dobryаk ( Практикант )
16 май 2017 06:45:40
Сообщение удалено
Dobryаk
16 май 2017 10:45:56
Отредактировано: Dobryаk - 16 май 2017 10:45:56

  • +0.18
 
  andrey_pd ( Слушатель )
15 май 2017 19:41:57

Гидрид  магния уже заряженный водородом магний.
Этот метод еще в ЮТ печатали.
Придумали скорее всего метод заряжания, разрядки и безопасного хранения всего этого.
ЗЫ. Вспомнилась еще смесь "Гидрид" типа "натрия". Убойная весч.
  • +1.54 / 15
  • АУ
 
 
  NetGhost ( Слушатель )
15 май 2017 20:03:49
Сообщение удалено

15 май 2017 21:15:56

  • +0.45
 
 
 
  Удаленный пользователь
15 май 2017 20:18:07
Сообщение удалено
Амофеус
15 май 2017 21:30:56
Отредактировано: Амофеус - 15 май 2017 21:30:56

  • +0.04
 
 
 
 
  Urri2 ( Слушатель )
15 май 2017 20:24:09
Сообщение удалено

15 май 2017 21:30:56

  • +0.36
 
 
 
 
 
  Удаленный пользователь
15 май 2017 20:39:32
Сообщение удалено
Амофеус
15 май 2017 21:45:56
Отредактировано: Амофеус - 15 май 2017 21:45:56

  • +0.04
 
  ДядяВася ( Слушатель )
17 май 2017 19:27:35
Заголовок несколько неадекватный, т.к. методы синтеза гидрида магния известны лет сто. Ну, наверное, немножко улучшили.

Но, для практического применения в качестве аккумулятора водорода (в смысле заряд-разряд) с места не сдвинулись.

Заряд: высокое давление водорода (100 - 200 атм) высокая температура (400 - 500 оС). Порошок д.б. мелкодисперсный (реакция двухфазная). В то же время реакция сильно экзотермическая, т.е. нужно чётко контролировать температуру реактора и отводить лишнее тепло. Порошок гидрида сильно пирофорный, т.е. нужно тщательно изолировать от воздуха.

Разряд: Опять нужно сильно нагревать (450 - 600 оС) и, реакция эндотермическая, т.е. необходимо затрачивать тепло на разложение гидрида.

В машину такое навряд ли воткнёшь, и просвета не видно.

Нашёл в инете мнение человека, который непосредственно этим занимался - Ссылка
ЦитатаЗанимаюсь гидридами и диффузией водорода в гидридах в лаборатории межфазовых процессов каф.ЭТТ СПбГУ.
Имел дело с множеством гидридов и могу очень очень долго рассказывать про всякие тонкости и про то, почему на кривой козе к синтезу гидридов не подъедешь особо.

Насчет магния - я год делал установку по синтезу магния и отлаживал тех.процесс.
Это не так тривиально как кажется.
Чтобы добиться полноты гидрирования микрочастичек магниевого порошка (только тогда можно получить 7,5% весовых водорода в магнии для MgH2) необходимы некоторые пляски с бубном.
В частности, у меня в установке давление 100-120 атмосфер, термостабилизация 0,5 градуса при температуре 450 градусов.
Равномерность прогрева колбы и отсутствие градиента достигается за счет малого объема колбы - 1,5 кубика. За один синтез на установке размером (вместе со всеми вентилями, насосами, фильтрами и т.п.) с два хороших больших стола я делаю только 250 мг. гидрида магния.

Использую мелкодисперсные порошки сверхчистого и счистого магния. Очень много зависит от дисперсности порошка. Крупные порошинки не прогидрируются полностью, а создадут гидридную корку вокруг металлического ядра, и достичь стехиометрии MgH2 не получится.
Магний с примесями будет иметь другую кинетику гидрирования, а соответственно и другие условия.
Из более-менее коммерчески доступных порошков использую МПФ-4. 

Важно использовать чистый водород при гидрировании из газовой фазы, иначе образец пассивируется примесями.

Кроме того магний неудобен в использовании с точки зрения малых равновесных давлений.
При температуре 350 градусов равновесное давление водорода над гидридом магния всего чуть-чуть превышает атмосферное.
При 450 градусах оно около 10 атмосфер (могу ошибаться слегка, на память цифры привожу).
при 650 градусах магний плавится уже и может изгадить то, в чем его плавят.

Кроме того сам магний да и гидрид магния очень хорошо горят и не тушатся водой. Тушение магниевых пожаров производят песком. И то это не особо помогает обычно =)

Кроме того он гидролизуется на воздухе при длительном хранении.
  • +0.09 / 2
  • АУ
 
<< Утверждена стратегия Российского экспортного центра
РФ перевела все авиарейсы из Белоруссии в международный сектор >>